2) туловища и головы
3) позвоночника
4) головы и позвоночника
В прикладной биомеханике движения конечностей, особенно нижних, рассматривают как работу костно-мышечных рычагов. Для рычага II рода характерно расположение сопротивления между точкой опоры и точкой приложения мышечной силы. Поэтому правильным является вариант, связанный с конечностями: типичный пример — подошвенное сгибание стопы при подъёме на носки.
При подъёме на носки опорой служат головки плюсневых костей и плюснефаланговые суставы, сопротивлением — масса тела, передаваемая через голеностопный сустав, а мышечное усилие прикладывается к пяточной кости через ахиллово сухожилие. Поскольку плечо силы трехглавой мышцы голени больше плеча сопротивления, возникает механическое преимущество: относительно небольшое мышечное усилие позволяет поднять массу тела. Биомеханическим критерием является положение оси вращения, сопротивления и силы в последовательности опора — сопротивление — усилие .
Рычаг II рода обеспечивает выигрыш в силе, но сопровождается меньшей скоростью и амплитудой перемещения точки приложения силы. Такая организация особенно важна в опорной фазе ходьбы, при отталкивании и сохранении устойчивости тела. Движения головы и туловища в учебной классификации чаще относят к рычагам I рода, а многие движения в суставах конечностей — к рычагам III рода, поэтому конкретный тип рычага определяется не только частью тела, но и выполняемым движением.
| Тип рычага | Взаимное расположение элементов | Биомеханическое преимущество | Пример в организме |
|---|---|---|---|
| II рода | Сопротивление находится между опорой и мышечной силой | Выигрыш в силе; плечо силы больше плеча сопротивления | Подъём на носки: плюснефаланговые суставы — опора, масса тела — сопротивление, ахиллово сухожилие — точка приложения силы |
| Критерий рычага II рода | Последовательность расположения: опора — сопротивление — усилие | Момент силы мышц превышает момент сопротивления | Поддержание массы тела при подошвенном сгибании стопы |
| I рода | Опора расположена между усилием и сопротивлением | Возможен выигрыш в силе или скорости в зависимости от длины плеч | Разгибание головы в атлантозатылочном суставе |
| III рода | Мышечное усилие находится между опорой и сопротивлением | Выигрыш в скорости и амплитуде перемещения, но проигрыш в силе | Сгибание предплечья двуглавой мышцей плеча |
| Плечо силы | Перпендикулярное расстояние от оси вращения до линии действия мышечной силы | Определяет величину вращающего момента мышцы | Для трехглавой мышцы голени плечо измеряется от оси плюснефаланговых суставов до линии тяги ахиллова сухожилия |
| Функциональное значение | Система работает преимущественно в условиях опоры | Снижение энергетических затрат при преодолении внешней нагрузки | Отталкивание стопой, поднимание тела и стабилизация нижней конечности при ходьбе |
В клинической биомеханике нарушение работы рычага II рода может проявляться снижением силы отталкивания, нестабильностью стопы и изменением стереотипа ходьбы. На эффективность такого рычага влияют длина костных сегментов, положение суставов, направление тяги мышцы и состояние сухожильно-связочного аппарата. При оценке двигательной функции необходимо анализировать не только мышечную силу, но и длину плеч, через которые передаются усилия. Поэтому данный принцип имеет значение для функциональной диагностики, лечебной физкультуры и восстановления опороспособности конечности.